Trocadores de calor soldados com alto coeficiente de troca de calor

1. Conceitos básicos de transferência de calor.

O calor sempre se move de objetos de alta temperatura para objetos de baixa temperatura, e quanto maior a diferença de temperatura entre eles, quanto mais rápido a velocidade de transferência de calor. Quando a diferença de temperatura é zero, Paradas de transferência de calor.
Existem três maneiras básicas de transferência de calor: radiação, condução e convecção.
O calor irradiado é transmitido para fora na forma de ondas eletromagnéticas.
A condução térmica é a troca de calor que ocorre quando os objetos entram em contato direto. Para melhorar o efeito de transferência de calor do trocador de calor, Materiais com boa condutividade térmica, como cobre, alumínio, etc.. são frequentemente usados. O aço inoxidável também tem um bom desempenho de transferência de calor.
A convecção é um processo no qual o calor é transferido pelo movimento relativo das moléculas depois que o próprio fluido é aquecido..
No processo de transferência de calor de um trocador de calor, vários métodos de transferência de calor geralmente ocorrem ao mesmo tempo.
Porque a quantidade de transferência de calor por convecção é grande e fácil de controlar, é o principal método de transferência de calor em trocadores de calor.

As fórmulas básicas para condução de calor e transferência de calor por convecção são: Q=KA(Tg-Td)

Na fórmula, Q é a transferência de calor, a unidade é kW
K é o coeficiente de transferência de calor, a unidade é W/m2°C
A é a área de transferência de calor do trocador de calor
Tg é a temperatura no lado de alta temperatura
Td é a temperatura no lado de baixa temperatura

A diferença de temperatura entre temperaturas altas e baixas realmente muda, Então, na prática, a diferença de temperatura média logarítmica Δt é usada para calculá -lo.

2. Tipo de trocador de calor.

Existem muitos métodos de classificação, Mas o método de classificação mais importante é a classificação por forma estrutural:

1. Trocador de calor de casca e tubo: Este é o trocador de calor mais antigo, Mas é também o trocador de calor mais confiável e prático.

Como mostrado na figura abaixo, Este é um evaporador seco de tubo em forma de U frequentemente usado em sistemas de refrigeração. O refrigerante flui dentro do tubo e água (refrigerante secundário) flui para fora do tubo.

O refrigerante líquido entra na parte inferior da tampa esquerda, vaporiza depois de passar pelo tubo em forma de U, e se transforma em gás de refrigerante e sai da parte superior da tampa esquerda.

Para aumentar a taxa de fluxo de água (refrigerante) e faça do refrigerante melhor contato com a parede externa do tubo, Defusos são instalados na concha do trocador de calor de casca e tubo.

2. Trocador de calor de revestimento e tubo: Dois tipos de tubos com diferentes diâmetros são usados, que são empilhados e enrolados em uma serpentina ou bobina circular. O refrigerante flui para fora do tubo e a água flui dentro do tubo. É baixo custo, mas funciona de forma irregular.

3. Trocador de calor de placas: É um trocador de calor eficiente e compacto que foi desenvolvido e amplamente utilizado nas últimas décadas. É composto por uma série de metais finos que são paralelos um ao outro e terem superfícies onduladas. Sob o mesmo consumo de metal, a área de transferência de calor dos trocadores de calor de placas é muito maior do que a dos trocadores de calor de casco e tubos. Porque o fluxo de fluido nos canais corrugados entre as placas de troca de calor pode causar graves distúrbios, o coeficiente de transferência de calor é grande. Para trocadores de calor de placas líquido-líquido, o coeficiente de transferência de calor pode ser tão alto quanto 2500-7000W/(㎡·℃), o que é 2-4 vezes maior que o tipo casco e tubo. Quando fluidos quentes e frios trocam calor em contracorrente, temperaturas muito próximas podem ser obtidas. Os trocadores de calor de placas são amplamente utilizados em setores industriais, como energia térmica, comida, medicamento, produção de vinho, bebidas, fibras sintéticas, metalurgia e produtos químicos, e com melhorias no formato e estrutura da placa, suas áreas de aplicação estão se expandindo ainda mais.

Existem dois tipos de trocadores de calor de placas: Tipo montado e tipo de bronzeado integral. O tipo montado é composto de várias placas de transferência de calor de metal ondulado prensado, com orifícios de canto nos quatro cantos, Como mostrado na figura 6-33. As placas adjacentes são separadas por juntas de vedação especiais, para que fluidos frios e quentes fluam de um buraco de canto, respectivamente, Fluxo entre as placas em intervalos ao longo dos canais de fluxo definidos pelas juntas e osconfias, e então flua do outro lado. Um orifício de canto diagonal flui, Como mostrado na figura 6-34. O trocador de calor da placa montada tem a vantagem de ser fácil de desmontar e limpar, Mas sua resistência à pressão é limitada. Figura 6-35 Mostra um trocador de calor de placa integralmente soldado. As placas desse tipo de trocador de calor de placas são as mesmas que as do tipo montado. As extremidades das placas são integralmente soldadas. Tem uma capacidade de alta pressão, Mas é inconveniente limpar. Você deve prestar atenção ao usá -lo. Verifique se o fluido está limpo. Geralmente, A capacidade de troca de calor de um único trocador de calor de brasilão integral é menor que a de uma montada.

As placas de transferência de calor são os componentes principais dos trocadores de calor de placas. Cada placa de transferência de calor se sobrepõe em uma certa ordem para formar um canal de fluxo entre as placas. Os fluidos frios e quentes fluem em seus respectivos canais de fluxo em ambos os lados da placa e passam pela placa. Os chips são trocados de calor, Como mostrado na figura 6-34. A superfície da placa está ondulada, e a direção do fluxo do fluido é perpendicular às ondulações, ou em um certo ângulo de inclinação.

Diferentes formas de placas afetam diretamente o coeficiente de transferência de calor, resistência ao fluxo e resistência à pressão. O material das placas é geralmente aço inoxidável. Atualmente, As placas de troca de calor adotam principalmente uma forma de espinha de peixe, Como mostrado na figura 6-35. Foi relatado que os trocadores de calor de placas montados são usados ​​como condensadores e evaporadores em chillers de absorção de brometo de lítio, Enquanto os trocadores de calor brasiled integrais têm sido amplamente utilizados em pequenas unidades de bomba de calor de fonte de água como evaporadores.

1. A mudança de uma substância de líquido para vapor é chamada de evaporação, e os componentes relacionados são chamados de evaporadores; A mudança de vapor para líquido é chamada de condensação.
O componente associado é chamado de condensador.
Muito calor é necessário nessas mudanças.

Todos nós experimentamos isso quando o álcool evapora em nossa pele, Sentimos frio. Isso é evaporação, que é refrigeração.

Por exemplo, 1 quilograma de água é aquecido de 50 ° C a 90 ° C. Não há mudança no estado. O calor necessário é:
Q = 1(kg)x1(kcal/kg. ° C.) x(90-50° c)= 40kCal = 40x1.163 = 46,52 watts
Mas girando 1 quilograma de água a 100 ° C em vapor de água a 100 ° C requer 838.8 kcal = 838.8x1.163 = 9116.5 calorias.
A diferença é 20.97 vezes.
Este calor é chamado "calor latente"
Por exemplo, O calor latente de vaporização do líquido r22 é 48.51 KCAL/KG, e o calor específico do gás R22 é 0.157 kcal/kg ° C..
Portanto, o calor absorvido durante a evaporação de 1 kg de R22 de 2 ° C a 7 ° C é:
Q = 48,51 kcal/kg+0,157 kcal/kg ° CX(7-2)° C = 48,51+0,785 = 49,3 kcal/kg
É óbvio que o calor latente no meio é o principal, Contabilidade para 98%.
Para tornar o sistema de refrigeração pequeno, calor latente deve ser usado

2. Ciclo de refrigeração.

O refrigerante líquido é reduzido em pressão no evaporador e evapora continuamente em vapor. Ao mesmo tempo, absorve continuamente calor do meio circundante, fazendo com que a temperatura do meio caia.

Esses vapores refrigerantes são sugados para dentro do compressor e comprimidos, aumentando a pressão e a temperatura, aquilo é, convertendo o trabalho em calor. Em seguida, é descarregado no condensador para dissipar o calor e condensar em líquido refrigerante.

Esses líquidos refrigerantes entram na válvula borboleta, acelerar e reduzir a pressão, e evaporar depois de entrar no evaporador..

Enquanto o compressor continuar a funcionar e a realizar trabalho no refrigerante, O refrigerante continuará evaporar no evaporador e absorver o calor continuamente do meio circundante, alcançando assim o objetivo da refrigeração.

3. Como o trocador de calor de placa soldado funciona no sistema de refrigeração?

Manual de operação de brasagem

Guia de instalação do trocador de calor soldado 1

Guia de instalação do trocador de calor soldado 2